Контактно-механические методы

Принцип работы детекторов, основанных на использова­нии этих методов, заключается в непосредственном воздейст­вии движущегося автомобиля на дорожное покрытие. Поэтому для восприятия этого воздействия на покрытии или в верх­нем его слое должны располагаться элементы, чувствитель­ные к нагрузкам, создаваемым колесами проходящих авто­мобилей (рис7.1).

Взвешивающие детекторы наиболее привлекательны с точ­ки зрения получения информации как о количестве проходя­щих автомобилей, так и о составе транспортного потока.

Конструкция взвешивающих детекторов содержит, как правило, балку или платформу, встроенную в полотно дороги. Опорами для балки служат взвешивающие чувст­вительные элементы. При наезде автомобиля на платформу сигнал, пропорциональный массе автомобиля (или одной из его осей), поступает во вто­ричную регистрирующую аппаратуру.

К недостаткам взвешивающих детекторов следует отнести сложность их установки в дорожное покрытие, разрушение покрытия в местах расположения балок, трудность защиты подвижных узлов от грязи, влаги, снега, замерзания и про­чих воздействий, тяжелые условия работы чувствительных элементов. Указанные недостатки обусловили ограниченное использование этих устройств.

Большую группу образуют контактно-нажимные детекто­ры, реагирующие непосредственно на давление колеса авто­мобиля. Из этой группы наиболее распространены пневмати­ческие детекторы, что объясняется простотой их установки и эксплуатации. Детектор представляет собой шланг из рези­ны или прорезиненной материи, который укладывают непо­средственно на покрытие или в небольшое углубление. Шланг с одной стороны закрывают глухой пробкой или пробкой с ка­либрованным отверстием, с другой — соединяют с мембра­ной, связанной с электрическими контактами. При наезде колес автомобиля на шланг мембрана прогибается, замыкая контакты, которые могут быть включены в цепь счетчика импульсов.

Пневматические детекторы позволяют считать только чис­ло осей, по ним нельзя точно определить количество автомо­билей. Для определения скорости и направления движения необходима установка двух детекторов рядом. Кро­ме того, шланги детектора изнашиваются и быстро выходят из строя, а в зимний период повреждаются снегоочистителя­ми, автомобилями с шипами и т.п.

Электроконтактные детекторытакже основаны на прин­ципе замыкания контактов в цепи счетчика. При этом чувст­вительными элементами могут быть различного рода подпру­жиненные пластины и балки, установленные в покрытие и защищенные резиновыми ковриками или металлическими пластинами. Количество контактов этих детекторов может быть различным. Несколько контактов, уложенных по ши­рине проезжей части, позволяют получать сигнал о месте про­езда автомобиля и количестве колес задней оси, что в некото­рой степени характеризует грузоподъемность автомобиля. Два ряда контактов, уложенных вдоль дороги, дают возможность определять скорость и направление движения автомобиля.

Электроконтактным детекторам присущи те же недостатки, что и пневматическим. Кроме того, электрические контакты, располагаемые в дорожном покрытии, не обеспечивают тре­буемой надежности срабатывания из-за окисления их поверх­ности, изменения зазора между ними или поломки.

Емкостный детектор выполняется в виде двух металличе­ских пластин, между которыми расположена эластичная изо­лирующая прокладка. При проходе автомобиля прокладка сжимается, расстояние между пластинами уменьшается, что приводит к увеличению емкости конденсатора. Регистрация факта изменения емкости обеспечивает получение импульс­ного сигнала, соответствующего проходу одной оси. Более сложная схема, измеряющая величину изменения емкости, может быть использована в устройствах, оценивающих мас­су проходящего автомобиля. В этом случае емкостный детек­тор может выполнять функции взвешивающего детектора.

Другой разновидностью бесконтактного нажимного детек­тора является магнитный детектор, чувствительный элемент которого выполнен в виде магнитной цепи, образованной не­подвижными постоянными магнитами или электромагнита­ми и подвижными металлическими пластинами. При прохо­де автомобиля пластина перемещается, вызывая изменение магнитного сопротивления указанной цепи, которое регист­рируется специальной схемой. Использование двух последо­вательно расположенных магнитных цепей позволяет опре­делять направление движения автомобиля.

Вибрационные детекторы. Помимо непосредственного дав­ления на покрытие, колеса проходящих автомобилей вызы­вают вибрацию поверхностного слоя дороги.

Вибрационный электроконтактный детектор выполняют в виде металлической полосы, свободно лежащей на покры­тии поперек направления движения. К концу полосы прикре­пляют небольшую коробку, в которой размещают приемник колебаний полосы и усилитель с электроконтактами на вы­ходе. При возбуждении колесами автомобиля колебаний по­лосы замыкаются контакты на выходе усилителя, подавая импульсный сигнал в цепь регистрации или включая счет­чик импульсов. В последнем случае в коробке размещают также сухую батарею и блок питания. Введение задержки в цепь усилителя позволяет регистрировать сигнал только от переходных осей, т.е. количество автомобилей, а не осей.

Простота конструкции и несложность установки детекто­ра обусловливают его применение в тех случаях, когда доста­точно получать информацию только о количестве автомоби­лей или осей.

В отдельный вид можно выделить роликовые детекторы. Чувствительными элементами их являются свободно вращаю­щиеся ролики, установленные поперек дороги таким образом, что внешние образующие ролики почти совпадают с поверх­ностью дороги. Проход колеса автомобиля по ним вызывает вращение роликов вокруг своей оси. Если соединить ролики с регистрирующим прибором и преобразовывать их вращение в электрический сигнал, то можно регистрировать проход ав­томобилей и направление их движения. Сложность конструк­ции и установки, а также необходимость постоянной очистки и смазки вращающихся деталей обусловили весьма ограни­ченное применение роликовых детекторов.